轨道车辆减振产品阻燃防护层用橡胶组合物及其密炼工艺制造技术

本发明专利技术提出轨道车辆减振产品阻燃防护层用橡胶组合物及其密炼工艺，该橡胶组合物包括以下重量份数的原料：异戊二烯橡胶50～90份、氯丁橡胶10～40份、环氧化天然橡胶5～10份、水滑石40～80份、白炭黑10～30份、气凝胶3～5份、磷腈阻燃剂3～5份。将其用作轨道车辆减振产品阻燃防护层能在满足EN45545防火要求的同时，保证与产品内部基体有良好的粘合性能，且使产品具有优异的耐疲劳性能，满足产品动态要求。满足产品动态要求。满足产品动态要求。

【技术实现步骤摘要】
轨道车辆减振产品阻燃防护层用橡胶组合物及其密炼工艺


[0001]本专利技术属于橡胶材料
，尤其涉及一种轨道车辆减振产品阻燃防护层用橡胶组合物及其密炼工艺。

技术介绍

[0002]现代铁路车辆在悬挂系统、设备安装系统、连接、限位等部位中大量使用各种橡胶弹性元件。这些元件能降低车辆运行噪音、有效提高乘坐舒适性，但是，这些元件中的橡胶胶料都属于可燃或易燃性材料，一旦发生火灾，橡胶胶料燃烧会产生大量的热量和有毒的烟气，不利于人员的疏散和逃生，增加了火灾的消防安全隐患。为此，欧盟于2013年发布了铁路车辆的防火标准EN45545
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2，对铁路车辆转向架上使用的橡胶金属弹性元件提出了明确的燃烧性能要求，且除了欧盟各成员国，中国、印度、澳大利亚以及美洲部分地区也开始依据EN45545
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2标准来对橡胶减振弹性元件提出防火性能要求。
[0003]但是，现有的轨道车辆减振产品的防火性能均达不到标准要求。常规的橡胶产品的阻燃改进方法主要是在橡胶中添加阻燃剂来实现，但是掺入阻燃剂通常会严重损害橡胶的弹性性能，造成这种由橡胶构成的弹性元件不能满足产品所希望的静态和动态方面所要求的弹性性质。
[0004]为了解决这一问题，中国专利CN104736632A中公开了一种“阻燃聚合物组合物”，通过覆盖在橡胶表面的阻燃防护层，达到产品的阻燃性能标准，但是制成阻燃防护层的阻燃聚合物组合物以乙丙橡胶为主要基体，与橡胶减振弹性元件内部的橡胶基体粘合性较差，容易出现粘合失效问题，且乙丙橡胶的耐疲劳性能远低于天然橡胶或异戊二烯橡胶，尤其是在大变形情况下，不能使用橡胶减振弹性元件的较高的动态耐疲劳要求，采用这种阻燃防护层会影响橡胶减振弹性元件的动态耐疲劳性能。即现有的阻燃橡胶组合物制备的阻燃防护层的动态耐疲劳性能，以及其与内部橡胶基体的结合强度仍不能适应轨道车辆减振产品如橡胶减振弹性元件的使用要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出轨道车辆减振产品阻燃防护层用橡胶组合物及其密炼工艺，以解决相关技术中阻燃防护层的耐疲劳性能，以及其与内部橡胶基体的结合强度不能满足轨道车辆减振产品使用需求的技术问题。该橡胶组合物制成的阻燃防护层能够使轨道车辆减振产品在满足防火要求的同时，具有优异的动态耐疲劳性能，满足产品使用要求。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的一方面提供了一种轨道车辆减振产品阻燃防护层用橡胶组合物，包括以下重量份数的原料：异戊二烯橡胶50～90份、氯丁橡胶10～40份、环氧化天然橡胶5～10份、水滑石40～80份、白炭黑10～30份、气凝胶3～5份、磷腈阻燃剂3～5份。
[0007]作为优选，该橡胶组合物还包括辅剂，所述辅剂包括过氧化物粘合剂和硫化剂，所述硫化剂含有硫磺。
[0008]作为优选，所述硫化剂包括硫磺、促进剂CBS和促进剂HVA
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2，其中，硫磺的重量份数为1～1.5份，促进剂CBS的重量份数为1.5～2份,促进剂HVA的重量份数为0.5份。
[0009]作为优选，所述辅剂还包括炭黑N550、硅烷偶联剂、增塑剂、氧化锌、氧化镁、活化剂、加工助剂、防老剂、二甲基丙烯酸锌盐。
[0010]作为优选，所述辅剂包括以下重量份数的原料：过氧化物粘合剂的重量份数为0.5～3份、炭黑N550 10～20份、硅烷偶联剂1～3份、增塑剂5～15份、氧化锌5份、氧化镁0～4份、活化剂2份、加工助剂2份、防老剂4份、二甲基丙烯酸锌盐0.3～1份、硫化剂3～4份。
[0011]作为优选，所述防老剂由防老剂RD和防老剂4020组成，且所述防老剂RD和防老剂4020的质量比为1:1。
[0012]作为优选，所述硅烷偶联剂为Si
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69,所述增塑剂为环烷油，所述活化剂为硬脂酸，所述加工助剂为微晶蜡，所述二甲基丙烯酸锌盐为改性二甲基丙烯酸盐Dymalink 634。
[0013]作为优选，包括以下重量份数的原料：异戊二烯橡胶SMR CV60 70份、氯丁橡胶S
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40V 25份、ENR
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25环氧化天然橡胶5份、过氧化二异丙苯2.5份、水滑石60份、白炭黑20份、气凝胶4份、磷腈阻燃剂3份、炭黑N550 15份、硅烷偶联剂2份、增塑剂环烷油15份、氧化锌5份、氧化镁2份、活化剂硬脂酸2份、微晶蜡2份、防老剂RD 2份、防老剂4020 2份、改性二甲基丙烯酸盐Dymalink 634 0.3份、硫磺1.5份，促进剂CBS 1.5份,促进剂HVA
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2 0.5份。
[0014]+作为优选，所述异戊二烯橡胶为SMR CV60，所述环氧化天然橡胶为25％环氧化率的ENR
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25环氧化天然橡胶，所述氯丁橡胶为S
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40V，所述过氧化物粘合剂为过氧化二异丙苯。
[0015]作为优选，所述水滑石的平均粒径为0.3～0.6μm，所述白炭黑的比表面积约115m2/g，所述气凝胶为二氧化硅气凝胶LUMIRA,所述磷腈阻燃剂为磷腈SPB
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100。
[0016]本专利技术另一方面公开了上述橡胶组合物的混炼工艺,包括以下步骤：
[0017]S1：将异戊二烯橡胶、环氧化天然橡胶和氯丁橡胶投入密炼机中，混炼40～60s；
[0018]S2：将活性剂、防老剂、氧化锌、氧化镁、硅烷偶联剂和加工助剂投入密炼机中，混炼40
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60s；
[0019]S3：将水滑石、白炭黑、气凝胶、磷腈阻燃剂和炭黑N550一起投入密炼机中，混炼90
‑
120s；
[0020]S4：将增塑剂投入密炼机中，混炼至140℃以上保持60s；
[0021]S5：排胶到下片机出片风冷冷却得到母炼胶，并停放4h以上；
[0022]S6：将上述冷却停放后的母炼胶投入密炼机中，混炼50s
‑
60s；
[0023]S7：将硫化剂、二甲基丙烯酸锌盐、过氧化物粘合剂投入密炼机中，混炼50
‑
70s升降上顶栓1次，混炼至105℃排胶到下片机出片风冷冷却，得到防火橡胶组合物混炼胶。
[0024]作为优选，上述工艺采用啮合型密炼机，密炼机的温控单元温度设置30
±
5℃范围内。
[0025]作为优选，所述步骤S1至S5中密炼机的转子转速为30～45r/min，步骤S6至S7中密炼机的转子转速为15～25r/min。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0027]1、本专利技术的橡胶组合物中的主要橡胶基体为异戊二烯类橡胶，可保证由其制成的阻燃防护层具有优异的疲劳性能，且由于该组分与橡胶减振弹性元件内部的基体橡胶相
同，二者具有良好的相容性，因此，在硫化过程中，阻燃防护层可与橡胶减振弹性元件内部的基体橡胶形成硫磺交联键，从而保证橡胶减振弹性元件的阻燃防护层与内部基体橡胶之间紧密粘合且具有良好的界面疲劳性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆减振产品阻燃防护层用橡胶组合物，其特征在于，包括以下重量份数的原料：异戊二烯橡胶50～90份、氯丁橡胶10～40份、环氧化天然橡胶5～10份、水滑石40～80份、白炭黑10～30份、气凝胶3～5份、磷腈阻燃剂3～5份。2.根据权利要求1所述的轨道车辆减振产品阻燃防护层用橡胶组合物，其特征在于，还包括辅剂，所述辅剂包括过氧化物粘合剂和硫化剂，所述硫化剂内含有硫磺。3.根据权利要求2所述的轨道车辆减振产品阻燃防护层用橡胶组合物，其特征在于，所述硫化剂包括硫磺、促进剂CBS和促进剂HVA
‑
2，其中，硫磺的重量份数为1～1.5份，促进剂CBS的重量份数为1.5～2份,促进剂HVA的重量份数为0.5份。4.根据权利要求2所述的轨道车辆减振产品阻燃防护层用橡胶组合物，其特征在于，所述辅剂包括以下重量份数的原料：过氧化物粘合剂的重量份数为0.5～3份、炭黑N550 10～20份、硅烷偶联剂1～3份、增塑剂5～15份、氧化锌5份、氧化镁0～4份、活化剂2份、加工助剂2份、防老剂4份、二甲基丙烯酸锌盐0.3～1份、硫化剂3～4份。5.根据权利要求4所述的轨道车辆减振产品阻燃防护层用橡胶组合物，其特征在于，所述防老剂由防老剂RD和防老剂4020组成，且所述防老剂RD和防老剂4020的质量比为1:1；所述硅烷偶联剂为Si
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69,所述增塑剂为环烷油，所述活化剂为硬脂酸，所述加工助剂为微晶蜡，所述二甲基丙烯酸锌盐为改性二甲基丙烯酸盐Dymalink 634。6.根据权利要求4所述的轨道车辆减振产品阻燃防护层用橡胶组合物，其特征在于，所述异戊二烯橡胶为SMR CV60，所述环氧化天然橡胶为25％环氧化率的ENR
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【专利技术属性】
技术研发人员：曹江勇，刘志国，张波，万纪君，刘金朋，袁博，张晓林，
申请(专利权)人：青岛博锐智远减振科技有限公司，
类型：发明
国别省市：